隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)不斷拓新,MEMS慣性器件越來(lái)越多的應(yīng)用到軍事、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)�，F(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)制導(dǎo)武器的打擊精度提出了更高的要求,高精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是提高精度的必要條件,這要求導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)組裝更精確的慣性測(cè)量裝置來(lái)滿足需要。相比于傳統(tǒng)的慣性器件,MEMS慣性器件以其成本和體積等方面的優(yōu)勢(shì)其應(yīng)用受到了更多的重視,但其測(cè)量精度仍是制約其應(yīng)用發(fā)展的主要瓶頸。為了提高M(jìn)EMS慣性組合的適用范圍,對(duì)MEMS慣性器件的標(biāo)定技術(shù)研究日趨活躍,本文以MEMS慣性組合的在線自標(biāo)定的方法為主要研究方向,主要研究了MEMS慣性器件的基本原理和輸出誤差模型,建立了MEMS慣性器件的誤差模型,根據(jù)模型方程設(shè)計(jì)了MEMS陀螺儀的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定方法,通過(guò)重力場(chǎng)實(shí)驗(yàn)法對(duì)加速度計(jì)進(jìn)行了標(biāo)定,給出了具有工程應(yīng)用價(jià)值的MEMS慣性組合的整機(jī)測(cè)試方法。通過(guò)對(duì)MEMS慣性器件的應(yīng)用研究,設(shè)計(jì)了由MEMS芯片構(gòu)成的慣性組合的系統(tǒng)方案,由ARM芯片的搭建了MEMS器件硬件,選取了與總體精度相適宜的陀螺儀和加速度計(jì),提出了MEMS慣性器件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。研究了慣性導(dǎo)航技術(shù),完成了由慣性器件輸出到載體姿態(tài)、速度和位置的更新方法設(shè)計(jì),通過(guò)四元數(shù)更新法對(duì)載體姿態(tài)進(jìn)行更新計(jì)算,并完成速度和位置更新解算完成基于MEMS慣性器件的慣性導(dǎo)航應(yīng)用研究。在MEMS慣性組合應(yīng)用研究基礎(chǔ)之上,重點(diǎn)研究了MEMS慣性器件的發(fā)射前在線標(biāo)定方法,由彈體起豎過(guò)程建立了相應(yīng)位置條件下的狀態(tài)方程,建立了由導(dǎo)航輸出結(jié)果構(gòu)成了觀測(cè)量,對(duì)狀態(tài)方程進(jìn)行模型簡(jiǎn)化,采用導(dǎo)彈在起豎過(guò)程中彈體姿態(tài)的變化,建立在各個(gè)姿態(tài)角度變化條件下的誤差方程,獲得在線校準(zhǔn)方程的簡(jiǎn)化模型,將測(cè)量值帶入模型方程并進(jìn)行求解,通過(guò)卡爾曼濾波法分配慣性組合的誤差源,根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果顯示在5s內(nèi)實(shí)現(xiàn)了零偏估計(jì)值的估計(jì)并達(dá)到收斂效果,通過(guò)仿真驗(yàn)證了自校準(zhǔn)方法的可行性,慣性器件的零偏移估計(jì)值能有效的被預(yù)估,且估計(jì)值高度接近于真值和參考值,實(shí)現(xiàn)了對(duì)MEMS慣性器件的在線自標(biāo)定。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TJ765.3;TN96
【部分圖文】：

松下公司的石英陀螺結(jié)構(gòu)

松下公司的石英陀螺的模具結(jié)構(gòu)

美國(guó)BEI公司的石英陀螺結(jié)構(gòu)
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本文編號(hào)：2886583